銅合金冷凝管內(nèi)壁腐蝕原因研究,涉及黃銅管以及白銅冷凝管對其內(nèi)壁腐蝕原因詳細分析
發(fā)布時間:2021-09-22點擊:2180
1.概述
某銅合金生產(chǎn)廠生產(chǎn)的黃銅和白銅冷凝管在石嘴山電廠使用過程中發(fā)生腐蝕,使用條件不同,腐蝕的情況也不同,對黃銅和白銅冷凝管腐蝕原因進行研究 ,在此基礎(chǔ)上提出改進的建議。
2.銅冷凝管使用前的相關(guān)情況
● 黃銅管牌號為HSn70-1B,采用中頻感應(yīng)熔煉-水平連續(xù)鑄坯-反向擠壓-拉伸-退火-工藝生產(chǎn),出廠前經(jīng)過成分、拉伸力學(xué)性能和氨熏實驗檢驗,合金成分和拉伸力學(xué)性能分別見表1和表2,成分和性能符合國家標準GB/T 8890-1998的要求。
白銅管的牌號為BFe-30-1-1,生產(chǎn)工藝路線與黃銅管相同,出廠前經(jīng)過成分、拉伸力學(xué)性能和氨熏實驗檢驗,合金成分和拉伸力學(xué)性能分別見表3和表4,成分和性能符合國家標準GB/T 8890-1998的要求。
3.6黃銅管內(nèi)表面腐蝕觀察綜合結(jié)果
●未經(jīng)鍍膜的黃銅管使用半年后,管子內(nèi)表面有一層較薄的沉積層,沉積層的附著強度不高,揭開沉積層后未見腐蝕現(xiàn)象 。
●運行3個月后鍍膜并使用1年的銅管內(nèi)壁有較厚的致密沉積層,但附著強度低,揭開沉積層后發(fā)現(xiàn)存在較明顯的脫鋅腐蝕 。
●新管鍍膜后使用1年半的銅管內(nèi)壁有腐蝕產(chǎn)物沉積,可能是鍍膜后形成了一層較好的防腐膜,新管鍍膜后使用1年半的銅管內(nèi)壁腐蝕不嚴重。
3.7關(guān)于黃銅管內(nèi)壁腐蝕原因的分析
1)循環(huán)冷卻水中泥砂的沉積、微生物粘泥的附著、水垢的生成,都能在銅管內(nèi)壁形成沉積物。循環(huán)冷卻水水質(zhì)、殺菌處理、阻垢處理、循環(huán)水流速、清洗情況以及凝汽器的停用等,都是影響沉積物形成的因素。由于銅管內(nèi)壁沉積物分布不均勻,不同部位存在供氧差異和介質(zhì)濃度差異,從而形成微電池效應(yīng),導(dǎo)致局部腐蝕。
4.6 白銅管內(nèi)表面腐蝕觀察綜合結(jié)果
● 未鍍膜使用半年后的銅管內(nèi)表面有一層較薄的沉積物,沉積物下未 見明顯腐蝕現(xiàn)象,但存在與拉撥方向成約45°角的條紋
● 新管鍍膜后使用1年半的銅管內(nèi)壁有相對較厚的不均勻疏松沉積層,附著強度低,沉積層下也未見明顯腐蝕現(xiàn)象
● 運行半年后鍍膜并使用2年的銅管內(nèi)壁未見沉積物層,但可見有明顯點蝕坑和少量鼓包狀腐蝕產(chǎn)物
● 沉積物(如泥砂、淤泥、鈣垢等)會影響初始腐蝕產(chǎn)物氯化亞銅的擴散而抑制其水解,銅管內(nèi)有堆積物的部位就成了蝕孔形成的場所,氯化亞銅可被氧化成Cu2+ :
CuCl→Cu2++Cl-+e
而新形成的銅離子能與基體銅發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生亞銅離子:
Cu2++Cu→2Cu+
從而形成自催化反應(yīng),加速銅的腐蝕。在點蝕坑內(nèi),Cu、CuCl和Cu2O并存,使得該處的pH值達到2.5~4.0,因此在自催化和酸性條件下,孔蝕將會加劇,***終穿透金屬管壁。
5、幾點建議
1)從材質(zhì)方面來說,建議采取以下措施:
進一步改進拉伸工藝,提高銅管內(nèi)壁的光潔度,研究退火工藝-消除內(nèi)應(yīng)力和管材內(nèi)壁耐腐蝕特性之間的關(guān)系,進一步提高管材內(nèi)壁耐腐蝕的能力。
2)從使用過的銅管腐蝕產(chǎn)物的成分和物相分析可以看出,冷卻水中含有大量的Ca、Mg、Cl、S等離子,Ca、Mg等是結(jié)垢層的主要成分,Cl、S離子則是產(chǎn)生脫鋅腐蝕和點腐蝕的主要原因,因此,建議電廠用戶增強循環(huán)水質(zhì)量的控制,包括凈化水質(zhì)、除垢處理和嚴格控制Cl、S離子的含量。
3)對比不同鍍膜方式對管材內(nèi)壁耐腐蝕能力的影響,可以看出,鍍膜后再使用比使用一段時間后再鍍膜的銅管耐腐蝕性能相對較好。因此建議電廠用戶在新管運行前即進行鍍膜處理。
來源:銅合金熔鑄